Неврівноваженість будь-якої деталі, що обертаєтьсятепловоза може виникнути як у процесі експлуатації внаслідок нерівномірного зносу, вигину, накопичення забруднень в якомусь одному місці, при втраті балансувального вантажу, так і в процесі ремонту через неправильну обробку деталі (зміщення осі обертання) або неточне центрування валів. Для врівноваження деталей їх балансують. Існують два види балансування: статична та динамічна.
Мал. 1. Схема статичного врівноважування деталей:
Т1 - маса неврівноваженої деталі; Т2 — маса вантажу, що врівноважує;
L1, L2 - їх відстані від осі обертання.
Статичне балансування.У неврівноваженої деталі її маса розташовується несиметрично щодо осі обертання. Тому при статичному положенні такої деталі, тобто коли вона перебуває у спокої, центр тяжкості прагнутиме зайняти нижнє положення (рис.1). Для врівноваження деталі додають з діаметрально протилежної сторони вантаж масою Т2 з таким розрахунком, щоб його момент Т2L2 дорівнював моменту неврівноваженої маси Т1L1. За цієї умови деталь перебуватиме в рівновазі за будь-якого положення, оскільки центр ваги її лежатиме на осі обертання. Рівнагу може бути досягнуто також шляхом видалення частини металу деталі висвердлюванням, спилюванням або фрезеруванням з боку неврівноваженої маси Т1. На кресленнях деталей та у Правилах ремонту на балансування деталей дається допуск, який називають дисбалансом (г/см).
Статичному балансуванню піддають плоскі деталі, що мають невелике відношення довжини до діаметру: зубчасте колесо тягового редуктора, крильчатку вентилятора холодильника і т.п. Статичне балансування ведеться на горизонтально-паралельних призмах, циліндричних стрижнях або роликових опорах. Поверхні призм, стрижнів та роликів повинні бути ретельно оброблені. Точність статичної балансування великою мірою залежить стану поверхонь цих деталей.
Динамічна балансування.Динамічне балансування зазвичай піддають деталі, довжина яких дорівнює або більше їх діаметра. На рис. 2 показаний статично відбалансований ротор, у якого маса Т врівноважена вантажем масою М. Цей ротор при повільному обертанні перебуватиме в рівновазі в будь-якому положенні. Однак при його швидкому обертанні виникнуть дві рівні, але протилежно спрямовані відцентрові сили F1 і F2. У цьому утворюється момент FJU який прагне повернути вісь ротора деякий кут навколо його центру тяжкості, тобто. спостерігається динамічна нерівновага ротора з усіма наслідками, що випливають звідси (вібрація, нерівномірний знос і т. п.). Момент цієї пари сил може бути врівноважений тільки іншою парою сил, що діє в тій же площині і створює рівний момент, що протидіє.
Для цього в нашому прикладі потрібно прикласти до ротора в тій же площині (вертикальній) два вантажі масами Шх = т2 рівному відстані від осі обертання. Вантажі та їх відстані від осі обертання підбирають так, щоб відцентрові сили від цих вантажів створювали момент, що протидіє моменту FJi і врівноважує його. Найчастіше врівноважують вантажі прикріплюють до торцевих площин деталей або з цих площин видаляють частину металу.
Мал. 2. Схема динамічного врівноважування деталей:
Т - маса ротора; М — маса вантажу, що врівноважує; F1, F2 - неврівноважені, наведені до площин маси ротора; m1,m2 - врівноважені, наведені до площин маси ротора; Р1 Р 2 - врівноважують відцентрові сили;
При ремонті тепловозів динамічному балансуванні піддають такі деталі, що швидко обертаються, як ротор турбокомпресора, якір тягового електродвигуна або іншої електричної машини, робоче колесо повітродувки в зборі з приводною шестернею, вал водяного насоса в зборі з крильчаткою і зубчастим колесом, кардан.
Мал. 3. Схема балансувального верстата консольного типу:
1 - пружина; 2 - індикатор; 3 якір; 4 - рама; 5 - опора верстата; 6 - опора станини;
I, II - площині
Динамічне врівноваження ведетьсяна балансувальних верстатах. Принципова схема такого верстата консольного типу показано на рис. 3. Балансування, наприклад, якоря тягового електродвигуна ведеться у такому порядку. Якір 3 укладають на опори рами 4, що коливається. Рама однією точкою упирається на опору верстата 5, а інший на пружину 1. При обертанні якоря неврівноважена маса будь-якої його ділянки (крім мас, що лежать в площині II - II) викликає гойдання рами. Амплітуда коливання рами фіксується індикатором 2.
Щоб урівноважити якір у площині I - I, до його торця з боку колектора (до натискного конуса) прикріплюють по черзі різні за масою пробні вантажі і домагаються припинення коливання рами або його зменшення до величини, що допускається. Потім якір перевертають так, щоб площина I-I проходила через нерухому опору станини 6, і повторюють ті ж операції для площини II-II. В цьому випадку балансувальний вантаж прикріплюють до задньої шайби натискної якоря.
Після закінчення всіх робіт з комплектування деталі підібраних комплектів маркують (літерами або цифрами) згідно з вимогами креслень
При великих швидкостях обертання навіть незначна неврівноважена маса деталі щодо осі обертання може стати причиною появи значної неврівноваженої відцентрової сили, що викликає додаткове динамічне навантаження на підшипники, що призводить до передчасного зносу деталей. Неврівноважені відцентрові сили є однією з головних причин вібрації гідропередачі, яка є дуже шкідливим явищем.
Статичне балансування. Показником статичної врівноваженості деталі є здатність її зберігати стан спокою в будь-якому положенні горизонтальних напрямних. Балансовану деталь встановлюють таким чином, щоб неврівноважена маса Я (рис. 41) розташовувалась у горизонтальній площині, що проходить через вісь деталі, що балансується. На протилежному боці деталі прикріплюють вантаж п, при якому неврівноважена маса Я могла б повідомити деталі, що балансується, поворот на невеликий кут. Потім повертають деталь, що балансується, в тому ж напрямку на 180°, тобто в таке положення, щоб вантаж п і маса Я виявилися б знову в горизонтальній площині. У цьому випадку маса Я переважить і виріб прагнутиме повернутися в зворотному напрямку. Далі підбирають додатковий вантаж Р до вантажу так, щоб виріб, що балансується, залишалося в тому положенні, в яке його ставлять.
Якщо статична балансування виконується на призмах кочення, то сили тертя, що виникають, в точках опори
Мал. 41. Схема статичного балансування деталі перешкоджають перекочування деталі. Точність балансування залежить від співвідношення моменту, що обертається, створюваного неврівноваженою масою, і моменту сил тертя в точках опори.
Динамічний баланс. Частини гідропередачі, що обертаються, мають форму роторів, хоча і врівноважені статично, можуть мати дисбаланс, який сприяє зносу шийок валів і підшипників, а також появі вібрацій, що можуть призвести до руйнування деталей. Неврівноважені маси створюють відцентрові сили. Незалежно від місця розташування в роторі (наприклад, вал у зборі з насосними колесами) неврівноважених мас, їх величини та кількості сумарна дія зводиться до двох сил, що діють на опори, різним за величиною та напрямом. Ці сили викликають коливання підшипників, а через них і корпусів гідропередачі.
Для динамічного балансування використовують верстати Мінського верстатобудівного заводу. Усунення неврівноваженості здійснюється висвердлюванням або зняттям металу в технологічно передбачених місцях (площинах виправлення).
Завданнями динамічного врівноваження є вибір площини коригування неврівноважених мас та визначення величини та положення наведених неврівноважених мас у цих площинах.
Найпростіший пристрій для динамічного врівноважування є дві пружні підшипникові опори (рис. 42, а). Одну з опор за допомогою відповідних пристроїв при врівноваженні замикають, а інший дають можливість вільно коливатися у вертикальній площині, і при проходженні резонансу вимірюють розмах коливань цієї опори. Розділивши коло одного з коліс на вісім рівних частин і пронумерувавши їх (рис. 42 б), встановлюють почергово в кожному з пронумерованих місць (на однаковому радіусі) пробний вантаж і вимірюють розмах резонансних коливань при кожній установці пробного вантажу.
Результати вимірювань записують і наносять у системі прямокутних координат криву (рис. 42, в), за якою судять про положення та величину вантажу, що врівноважує. Найбільш низька точка отриманої кривої (точка К) визначає собою місце розташування рівно-
Мал. 42, Схема динамічного врівноважування вішивак'якого вантажу. Шляхом кількох спроб зміни вантажу в цій точці визначається маса вантажу, що врівноважує.
Врівноваживши деталь в одній площині, аналогічним чином надходять при її балансуванні в іншій площині. Установка врівноважуючого вантажу з іншого боку викликає порушення врівноваженості першої сторони. Тому проводиться повторна перевірка з встановленням необхідного додаткового вантажу коригування, який би компенсував порушення врівноваженості.
При технологічній обробці деталей, що обертаються(шківів, зубчастих коліс, валів, барабанів і т. д.) важко отримати їх повну врівноваженість внаслідок неоднорідності металу (порожнечі, раковини при виливку, деякі неточності при механічній обробці та складання). Неврівноваженість деталі, що обертається, виражається в тому, що центр тяжіння не збігається з віссю обертання. Крім того, ця вісь обертання не є головною центральною віссю інерції деталі, що обертається. Самий процес врівноваження деталі, що обертається, називають балансуванням. Є два види балансування - статичнаі динамічна.
Щоб статично врівноважити деталь, що обертається, треба центр її тяжкості перенести на геометричну вісь обертання. Такий вид врівноваження називається статичною балансуванням.
Мал. 110. Види статичного балансування:
а - становище трьох основних центральних осей; б – приклад балансування; в -установка для статичного балансування: 1, 3 - напрямні, 2 -урівноважувана деталь, г - профілі напрямних
На рис. 110, а дані положення трьох головних центральних осей XX, YY і ZZ. Якщо центр тяжкості S тіла, що обертається, перенести в точку Про перетин головних центральних осей, то це тіло перебуватиме в рівновазі.
Нехай центр тяжкості диска А віддалений від осі обертання YY на відстань l 1 , тоді при обертанні диска А з'явиться центральна сила інерції Р і. Ця сила Р та при обертанні диска А буде створювати додатковий тиск на вал та на підшипник. При цьому тиск від сили інерції набагато перевершує сили, що задаються, особливо при великих числах оборотів валу.
Неврівноваженість відцентрових сил призводить до пружних періодичних коливань валу. При великих швидкостях ці коливання валу передаються через підшипники та станину на фундамент, який може зазнати передчасного руйнування.
Щоб урівноважити силу інерції Р і треба центр тяжкості перенести на вісь обертання. Це можна здійснити, приклавши з протилежного боку в точці S "силу Р і":
Пояснимо це на прикладах.
На круглому обертовому диску (рис. 110 б) закріплена маса m 1 віддалена від осі обертання на відстань r 1 . Потрібно врівноважити масу m 1 іншою масою m 2 , закріпленої з протилежного боку з відривом r 2 . Повне врівноваження диска відбудеться тоді, коли сили інерції Р і1 і Р і2, що розвиваються масами m 1 і m 2 будуть рівні між собою.
Найпростішим пристроєм для статичного балансування є паралельні стенди. Конструкція їх зрозуміла з рис. 110 ст. Профілі напрямних, якими перекочується деталь, що врівноважується, показані на рис. 110, м. Щоб зменшити коефіцієнт тертя, робоча частина напрямних повинна бути загартована та ретельно відшліфована. Ширину b роблять мінімальною, щоб не створювати вм'ятин на поверхні цапф.
Стенд для балансування має бути забезпечений комплектом напрямних з різною шириною опорної частини.
Напрямні круглого перерізу, що не мають плоскої опорної поверхні, використовуються для деталей масою 40-50 кг. Перевага круглих напрямних полягає у простоті обробки та у можливості шляхом повороту їх на невеликий кут виключати із зони контакту пошкоджені місця.
Для балансування важких деталей та вузлів застосовуються напрямні квадратного чи прямокутного перерізу.
Статичне врівноваження зазвичай виконують спеціальних оправках. Для коригування та врівноважування маси застосовують різні пристрої (рис. 111).
Мал. 111. Пристрій для усунення неврівноваженості підвішуванням до деталей металевих вантажів
Неврівноваженість усувається підвішуванням до деталей металевих вантажів. Лінійка 1 з пересувним вантажем 2 за допомогою струбцини 3 прикріплюється до деталі 4, що врівноважується, а противагу 5 закріплюється окремо. Статичне балансування може врівноважити деталь тільки щодо її осі обертання, але не може усунути дії сил, які прагнуть повернути подовжню вісь. Це відноситься до деталей і вузлів, що мають довжину більше діаметра (ротори великих турбін, турбогенераторів, електродвигунів, шпинделі верстатів, що швидко обертаються, колінчасті вали автомобільних і авіаційних двигунів і т. д.).
Щоб виконати динамічне балансуваннядовгого валу, застосовують спеціальні балансувальні машини, на яких визначають відцентрову силу, величину ексцентриситету, вагу вантажу для пари моментів, що врівноважує. Роботу цю виконують спеціалісти-балансувальники.
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
Статичне балансування робітникїх коліс механізмів, що обертаються
Каусов М.А.
Анотація
Надійна і справна робота механізмів, що обертаються, залежить від великої кількості факторів, таких як: співвісність валів агрегату; стан підшипників, їх змащення, посадка на валу та в корпусі; знос корпусів та ущільнень; зазори у проточній частині; вироблення сальникових втулок; радіальний бій та прогин валу; дисбаланс робочого колеса та ротора; підвіска трубопроводів; справність зворотних клапанів; стан рам, фундаментів, анкерних болтів та багато іншого. Дуже часто втрачений невеликий дефект, як снігова куля тягне за собою інші, а в результаті вихід обладнання з ладу. Тільки враховуючи всі фактори, точно вчасно діагностуючи їх, і дотримуючись вимог ТУ на ремонт механізмів, що обертаються, можна домогтися безвідмовної роботи агрегатів, забезпечити задані робочі параметри, збільшити міжремонтний ресурс, знизити рівень вібрації і шуму. Планується присвятити темі ремонту механізмів, що обертаються, ряд статей, в яких будуть розглянуті питання діагностики, технології ремонту, модернізації конструкції, вимогам до відремонтованого обладнання та раціоналізаторським пропозиціямщодо підвищення якості та зниження трудомісткості ремонту.
У ремонті насосів, димососів та вентиляторів важко переоцінити значення точного балансування механізму. Як дивно і радісно бачити машину, що колись гуркотить і тремтить, яку втихомирили і заспокоїли кілька грамів противаги, дбайливо встановлені в "потрібне місце" вмілими рукамиі світлою головою. Мимоволі замислюєшся про те, що означають грами металу на радіусі колеса вентилятора та тисячі обертів за хвилину.
То в чому причина такої різкої зміни в поведінці агрегату?
Дисбаланс
Спробуємо уявити собі, що вся маса ротора разом з робочим колесом зосереджена в одній точці - центрі мас (центрі тяжкості), але через неточність виготовлення та нерівномірність щільності матеріалу (особливо для чавунних виливків) ця точка зміщена на деяку відстань від осі обертання ( Малюнок №1).
При роботі агрегату виникають сили інерції - F, що діють на зміщений центр мас, пропорційні масі ротора, зміщення та квадрату кутової швидкості. Вони і створюють змінні навантаження на опори R, прогин ротора і вібрації, що призводять до передчасного виходу агрегату з ладу. Величина дорівнює добутку відстані від осі до центру мас на масу самого ротора - називається статичним дисбалансом і має розмірність [г x см].
Статичне балансування
Завданням статичного балансування є приведення центру мас ротора на вісь обертання шляхом зміни розподілу маси.
Наука про балансування роторів об'ємна та різноманітна. Існують способи статичного балансування, динамічного балансування роторів на верстатах та у власних підшипниках. Балансують різні ротори від гіроскопів і шліфувальних кіл, до роторів турбін і суднових колінчастих валів. Створено безліч пристроїв, верстатів та приладів із застосуванням нових розробокв галузі приладобудування та електроніки для балансування різних агрегатів. Що стосується агрегатів, що працюють у теплоенергетиці, то нормативною документацією щодо насосів, димососів та вентиляторів пред'являються вимоги щодо статичного балансування робочих коліс та динамічного балансування роторів. Для робочих коліс застосовується статичне балансування, т. к. при перевищенні діаметром колеса його ширини більш ніж у п'ять разів, решта складових (моментна та динамічна) малі, і ними можна знехтувати.
Щоб збалансувати колесо, потрібно вирішити три завдання:
знайти те саме "потрібне місце" - напрямок, на якому розташований центр ваги;
визначити, скільки "заповітних грам" противаги необхідно і на якому радіусі їх розташувати;
врівноважити дисбаланс коригуванням маси робочого колеса.
Пристосування для статичного балансування
Знайти місце дисбалансу допомагають пристрої для статичного балансування. Їх можна виготовити самостійно вони прості і недорогі. Розглянемо деякі конструкції.
Найпростішим пристроєм для статичного балансування є ножі або призми (Малюнок №2), встановлені горизонтально і паралельно. Відхилення від горизонту в площинах паралельної та перпендикулярної осі колеса не повинно перевищувати 0,1 мм на 1 м. Засобом перевірки може бути рівень "Геологорозвідка 0,01" або рівень відповідної точності. Колесо одягається на оправлення, що має опорні шліфовані шийки (як оправка, можна використовувати вал, заздалегідь перевіривши його точність). Параметри призм з умов міцності та жорсткості для колеса масою 100 кг та діаметром шийки оправки d = 80 мм становитимуть: робоча довжина L = p X d = 250 мм; ширина близько 5 мм; висота 50 – 70 мм.
Шийки оправки та робочі поверхні призм мають бути шліфованими для зниження тертя. Призми необхідно зафіксувати на твердій основі.
Якщо дати колесу можливість вільно перекочуватися ножами, то після зупинки центр мас колеса займе положення, що не збігається з нижньою точкою, через тертя кочення. При обертанні колеса в протилежний бік після зупинки воно займе інше положення. Середнє положення нижньої точки відповідає справжньому положенню центру маси пристрою (Малюнок №3) для статичного балансування. Вони не вимагають точної горизонтальної установки як ножі та на диски (ролики) можна встановлювати ротора з різними діаметрами цапф. Точність визначення центру мас менша через додаткове тертя в підшипниках кочення роликів.
Застосовуються пристрої для статичного балансування роторів у підшипниках. Для зниження тертя в них, що визначає точність балансування, застосовують вібрацію основи або обертання зовнішніх кілець опорних підшипників у різні боки.
Балансувальні ваги.
Найточнішим і водночас складним пристроєм статичного балансування є ваги балансування (Малюнок №4).
Конструкція ваги для робочих коліс наведена на малюнку. Колесо встановлюють на оправлення по осі шарніра, який може коливатися в одній площині. При повороті колеса навколо осі, в різних положеннях, його врівноважують противагою, за величиною якої знаходять місце і дисбаланс колеса.
Методи балансування
Величину дисбалансу або кількість грамів маси, що коригує, визначають наступними способами:
методом підбирання,коли установкою противаги в протилежній точці центру мас домагаються рівноваги колеса в будь-яких положеннях;
методом пробної маси - Мп, яку встановлюють під прямим кутом до "важкої точки", при цьому ротор здійснить поворот на кут j. Коригувальну масу обчислюють за формулою
Мк = Мп ctg j
або визначать по номограмі (Малюнок №5): через точку, що відповідає пробній масі на шкалі Мп, і точку, що відповідає куту відхилення від вертикалі j, проводять пряму, перетин якої з віссю Мк дає величину коригуючої маси.
Як пробну масу можна використовувати магніти або пластилін.
Метод кругового обходу
Найдокладнішим і найточнішим, а й найбільш трудомістким є метод кругового обходу. Він застосовується і для важких коліс, де велике тертя заважає точно визначити місце дисбалансу. Поверхня ротора ділять на дванадцять або більше рівних частин і послідовно в кожній точці підбирають пробну масу Мп, яка наводить ротор у рух. За отриманими даними будують діаграму (Малюнок №6) залежності Мп від положення ротора. Максимум кривої відповідає "легкому" місцю, куди необхідно встановити масу, що коригує.
Мк = (Мп max + Мп min)/2.
Способи усунення дисбалансу
Після визначення місця та величини дисбалансу його необхідно усунути. Для вентиляторів та димососів дисбаланс компенсується противагою, яка встановлюється на зовнішній стороні диска робочого колеса. Найчастіше для кріплення вантажу використовують електрозварювання. Цей ефект досягається зняттям металу в " важкому " місці на робочих колесах насосів (за вимогами ТУ допускається зняття металу на глибину трохи більше 1 мм у секторі трохи більше 1800). При цьому коригування дисбалансу намагаються проводити на максимальному радіусі, тому що зі збільшенням відстані від осі, зростає вплив маси металу, що коригується на рівновагу колеса.
Залишковий дисбаланс
Після балансування робочого колеса через похибки вимірювань і неточності пристроїв зберігається зміщення центру мас, яке називається залишковим статичним дисбалансом. Для робочих коліс механізмів, що обертаються, нормативна документація задає допустимий залишковий дисбаланс. Наприклад, для колеса мережевого насоса 1Д 1250 - 125 визначається залишковий дисбаланс 175 г х см (ТУ 34 - 38 - 20289 - 85).
Порівняння методів балансування на різних пристроях
Критерієм порівняння точності балансування може бути питомий залишковий дисбаланс. Він дорівнює відношенню залишкового дисбалансу до маси ротора (колеса) і вимірюється [мкм]. Питомі залишкові дисбаланси для різних методів статичного та динамічного балансування зведені до таблиці №1.
З усіх пристроїв статичного балансування, ваги дають найточніший результат, однак цей пристрій найскладніше. Роликовий пристрій, хоч і складніший за паралельні призми у виготовленні, але простіше в експлуатації і дає результат не набагато гіршим.
Основним недоліком статичного балансування є необхідність одержання низького коефіцієнта тертя при великих навантаженнях від ваги робочих коліс. Підвищення точності та ефективності балансування насосів, димососів та вентиляторів можна досягти методами динамічного балансування роторів на верстатах та у власних підшипниках.
Застосування статичного балансування
балансування вібрація підшипник електродвигун
Статичне балансування робочих коліс ефективний засіб зниження вібрації, навантаження на підшипники та підвищення довговічності машини. Але вона не панацея від усіх бід. У насосах типу "К" можна обмежитися статичним балансуванням, а для роторів моноблочних насосів "КМ" потрібна динамічна, тому що там виникає взаємний вплив небалансів колеса та ротора електродвигуна. Необхідне динамічне балансування і для роторів електродвигунів, де маса розподілена по довжині ротора. Для роторів з двома та більше колесами, що мають масивну сполучну напівмуфту (наприклад СЕ 1250 - 140), колеса та муфта балансуються окремо, а потім ротор у зборі динамічно балансують. В окремих випадках для забезпечення нормальної роботи механізму необхідне динамічне балансування всього агрегату у власних підшипниках.
Точне статичне балансування - це необхідна, але іноді недостатня основа надійної та довговічної роботи агрегату.
Розміщено на Allbest.ru
Причини вібрації відцентрових машин. Пристосування щодо статичної балансування. Усунення неврівноваженості ротора (дисбалансу) щодо осі обертання. Визначення та усунення прихованого дисбалансу. Розрахунок моменту сили тертя кочення.
лабораторна робота , доданий 12.12.2013
Балансування ротора машин та балансування гнучких роторів як завдання оцінювання дисбалансів. Умова допустимості одного статичного балансування. Оцінювання методом найменших квадратів. Цільова функція методу найменших квадратів та чисельні експерименти.
дипломна робота , доданий 18.07.2011
Аналіз технологічного процесубалансування, огляд обладнання та виявлення недоліків у роботі. Розробка технологічного процесу та влаштування набору грузиків. Побудова структурної та силової схеми системи управління, вибір датчиків.
дипломна робота , доданий 14.06.2011
Види ушкоджень зубчастих коліс та причини їх виникнення. Типи поверхневих макроруйнувань матеріалу зубів. Залежність між твердістю робочих поверхонь зубів та характером їх ушкоджень. Розрахунок здатності навантаження зубчастих коліс.
реферат, доданий 17.01.2012
Розширення технологічних можливостей методів обробки зубчастих коліс. Методи обробки лезовим інструментом. Переваги зубчастих передач – точність параметрів, якість робочих поверхонь зубів та механічних властивостей матеріалу зубчастих коліс.
курсова робота , доданий 23.02.2009
Характеристика та хімічний складнизьколегованих та вуглецевих сталей, що застосовуються для підвищення довговічності робочих органів машин. Властивості електродних матеріалів для наплавлення. Технологія електрошлакового наплавлення зубів ковшів екскаваторів.
курсова робота , доданий 07.05.2014
Поняття та застосування фрикційної передачі, її конструкція, основні переваги та недоліки, розрахункова схема. Визначає максимальну величину механічного зношування на робочих поверхнях коліс відкритої фрикційної циліндричної передачі.
курсова робота , доданий 17.11.2010
Відомості про частотні характеристики деталей. Розрахунок форм та частот власних коливань робочих лопаток ВМД, методи та засоби їх вимірювання. Конструкція та принцип роботи пристроїв для їх затискання під час контролю ЧСК. Способи зниження вібраційних напруг.
курсова робота , доданий 31.01.2011
Вимоги, що пред'являються зубцям шестерень. Термічна обробка заготовок. Контролює якість цементованих деталей. Деформація зубчастих коліс при термічної обробки. Методи та засоби контролю зубчастих коліс. Поточна пічка для цементації.
курсова робота , доданий 10.01.2016
Матеріал для виготовлення зубчастих коліс, їх конструктивні та технологічні особливості. Сутність хіміко-термічної обробки зубчастих коліс. Похибки виготовлення зубчастих коліс. Технологічний маршрут обробки зубчастого колеса, що цементується.
Після складання обертової складальної одиниці, до якої входять збалансовані деталі (наприклад: вали, насадні шестерні, муфти та ін.) та інші деталі (шпонки, штифти, стопорні гвинти та ін.), виникає необхідність у повторному їх балансуванні, так як зміщення однієї з деталей, навіть у межах проміжків, передбачених кресленням, викликає значну неврівноваженість.
Розбіжність центру тяжкості деталі з віссю обертання прийнято називати статичною неврівноваженістю, а нерівність нулю відцентрових моментів інерції – динамічною неврівноваженістю.
Статична неврівноваженість легко можна знайти при встановленні деталі опорними шийками чи оправках на горизонтальні паралелі (ножі, призми, валики) чи ролики, а динамічна – лише за обертанні деталі. У зв'язку з цим балансування буває статичне та динамічне.
Статичне балансування. Існує кілька методів виконання статичного балансування. Найчастіше зустрічаються у станкобудуванні балансування на призмах та дисках. Ножі, призми та ролики повинні бути розжареними та шліфованими і перед балансуванням вивірені на горизонтальність.
При балансуванні на горизонтальних паралелях (рис. 1) овальність і конусність шийок оправки, що допускаються, не повинні перевищувати 0,01-0,015 мм, а діаметри їх повинні бути однаковими.
Мал. 1. а – на горизонтальних паралелях (1 – центр ваги деталі; 2 – коригуючий вантаж); б – на дисках (1 – деталь; 2 – коригуючий вантаж)
Для зменшення коефіцієнта тертя паралелі та шийки оправки рекомендується піддавати загартування та ретельно шліфувати. Робочу довжину паралелей можна визначати за такою формулою:
де d - Діаметр шийки оправки.
Ширина робочої поверхні паралелей (стрічки) дорівнює (см):
де G - зусилля, що діє на паралель, в кг; Е - модуль пружності матеріалу оправлення та паралелей, в кг/см 2 ; σ – допустима стискаюча напруга в місцях контакту шийки та паралелі, в кГ/см 2 (для загартованих поверхонь σ=2 10 4 ÷ 3 10 4 кГ/см 2).
Величина d см призначається з конструктивних міркувань з урахуванням зручності установки деталі, що балансується на оправку.
Дисбаланс визначається пробним прикріпленням коригувальних вантажів на поверхні деталі, що балансується. Усувається дисбаланс видаленням еквівалентної кількості матеріалу з діаметрально протилежної сторони або встановленням та закріпленням відповідних противаг (коригувальних вантажів).
Статичне балансування шківа може бути виконане в такий спосіб. На обід шківа попередньо наносять крейдою межу і повідомляють йому обертання. Обертання шківа повторюють 3-4 рази. Якщо крейдяна риса буде зупинятись у різних положеннях, це вказуватиме на те, що шків збалансований правильно. Якщо крейдяна риса щоразу зупинятиметься в одному положенні, то це означає, що частина шківа, що знаходиться внизу, важча протилежної. Щоб усунути це, зменшують масу важкої частини висвердлюванням отворів або збільшують масу протилежної частини обода шківа, висвердливши отвори, а потім заливають свинцем.
Чутливість балансування деталей вагою до 10 т на горизонтальних паралелях (рис. 1, а):
де F - чутливість методу Г см; f – коефіцієнт тертя кочення (f=0,001 ÷ 0,005 см); G – вага деталі чи складальної одиниці кг.
Чутливість балансування деталей вагою до 10 т на дисках (рис. 1, б):
де F - чутливість методу Г см; f – коефіцієнт тертя кочення (f=0,001 ÷ 0,005 см); G - вага деталі або складальної одиниці в кг; – коефіцієнт тертя кочення у підшипниках дисків; r – радіус цапфи дисків см; d – діаметр оправки см; D – діаметр дисків см; α – кут між віссю оправлення та осями дисків.
Точність балансування на дисках більша, ніж на горизонтальних призмах. Статичне балансування найчастіше застосовують для деталей типу дисків.
Балансування деталей і складальних одиниць може бути виконана на балансувальних вагах в резонансному режимі системи, що коливається, яка дозволяє підвищити точність балансування.
Балансування деталей вагою до 100 кг на балансувальних вагах виконують наступним чином (рис. 2): конструкцію, що випробовується, 1 врівноважують вантажами 3 і розганяють частину 1 конструкції, що обертається, до частоти обертання, що перевищує частоту коливань системи. Після розгону електродвигун від'єднують від конструкції, що випробовується, рухлива частина якої продовжує вільно обертатися, поступово знижуючи швидкість. Це виключає вплив збурень від двигуна приводу на систему, що коливається. Амплітуда зміщення контрольної точки вимірюють приладом 2 в момент збігу частоти обертання шпинделя з власною частотою коливається системи, тобто при резонансі, де амплітуда досягає найбільшого значення. Величина залишкової неврівноваженостіпри даному методівимірювання має перевищувати 1,5-2 Р див.
Мал. 2.
По ряду виробів в даний час на підставі досвіду вже встановилися норми допустимого зміщення центру ваги деталей, що обертаються (табл. 1).
Таблиця 1. Допустима величина усунення центру тяжіння
| Група деталей | Найменування | Зміщення центру тяжкості, мкм | Група деталей | Найменування | Зміщення центру тяжкості, мкм |
| А | Круги, ротори, вали та шківи точних шліфувальних верстатів | 0,2-1,0 | У | Жорсткі невеликі ротори електродвигунів, генератори | 2-10 |
| Б | Високооборотні електродвигуни, приводи шліфувальних верстатів | 0,5-2,5 | Г | Нормальні електродвигуни, вентилятори, деталі машин та верстатів, швидкохідні приводи тощо. | 5-25 |
Чутливість балансування деталей вагою до 100 кг на вагах балансування (рис. 2): F=20 ÷ 30 Г див.
Розмір дисбалансу:
де ω - Різниця показань приладу 2.
Динамічна балансування деталей та складальних одиниць застосовується для більш точного визначення дисбалансу, що виникає при обертанні під дією відцентрових сил. Для проведення динамічного балансування деталей та комплектів типу тіл обертання застосовують балансувальні верстати.
Деталі та комплекти типу муфт, зубчастих коліс, шківів балансують на оправках. Оправлення з деталлю або складальної одиницею для балансування встановлюють на балансувальному верстаті і з'єднують зі шпинделем верстата.
Розмір дисбалансу і місце розташування визначаються приладами, встановленими на верстаті. Дисбаланс усувають зазвичай свердлінням отвору деталі або напрямом металу на протилежній від місця дисбалансу стороні деталі.
Необхідна технічними умовамиточність балансування залежить від конструкції та призначення деталей та вузлів, швидкості їх обертання, допустимих вібрацій машини, необхідної довговічності опор.
Статичне балансування може врівноважувати деталь щодо її осі обертання, але не може усунути дію сил, які прагнуть повернути деталь уздовж її поздовжньої осі.
Динамічна балансування усуває обидва види неврівноваженості. Динамічному балансуванню піддають швидкохідні деталі зі значним відношенням довжини до діаметра (ротори турбін, генераторів, електродвигунів, шпинделі верстатів, що швидко обертаються, колінчасті вали автомобільних і авіаційних двигунів і т. д.).
Динамічне балансування виробляють на спеціальних верстатах висококваліфіковані робітники. При динамічному балансуванні визначають величину та положення маси, які потрібно докласти до деталі або відібрати від неї, щоб деталь виявилася врівноваженою статично та динамічно.
Відцентрові сили та моменти інерції, викликані обертанням неврівноваженої деталі, створюють коливальні рухи через пружну податливість опор. Причому коливання їх пропорційні величині неврівноважених відцентрових сил, які діють опори. На цьому принципі засновано балансування деталей та складальних одиниць машин.
Динамічна балансування, що виконується на сучасних автоматизованих балансувальних верстатах, в інтервалі 1-2 хв видає дані: глибину та діаметр свердління, масу вантажів, розміри контрвантажів та місця, де необхідно закріпити та зняти вантажі, а також амплітуду коливань опор.
Динамічному балансуванню піддаються деталі та вузли довжиною більше діаметра (колінчасті вали, шпинделі, ротори лопаткових машин тощо). Динамічна неврівноваженість, що виникає при обертанні деталі внаслідок утворення пари відцентрових сил Р (рис. 3, а), може бути усунена додатком моменту, що коригує, від сил Р 1. Вибір площин корекції визначається конструкцією деталі і зручністю видалення надлишків металу. Найбільш загальний випадок неврівноваженості деталі, що зустрічається на практиці, показано на рис. 3, б.
Мал. 3. Принципова схема динамічного балансування деталей:а – динамічна неврівноваженість деталі; Р - відцентрові сили від неврівноважених мас m, розташованих на плечі r; Pt - відцентрові сили від коригувальних вантажів; б – статична та динамічна неврівноваженість деталі; Р' – відцентрова сила від маси m', що розкладається на сили Р і Р”, що викликають статичну неврівноваженість
Виявлення неврівноваженості провадиться на балансувальних машинах. В умовах індивідуального виробництва динамічне балансування виконують за допомогою простих засобів, до яких можна віднести, наприклад, пристрій для встановлення опор врівноважуваної деталі на пружні балки або на пружні (гумові) підкладки.
Деталь обертають до швидкості, що перевищує умови резонансу.
Відключають привід (наприклад, скиданням ременя) та заміряють амплітуду максимальних коливань однієї з опор. Прикріпленням пробного вантажу до деталі домагаються припинення коливання цієї опори. Аналогічну процедуру виконують щодо іншої опори. Балансування закінчується після припинення коливань опор.
з пружними опорами, що застосовується для деталей та вузлів вагою до 100 т (ротори потужних турбін) – на рис. 4.
Мал. 4. 1 – балансований об'єкт; 2 – електромагнітна муфта; 3 – електродвигун; 4 – підшипники; 5 – пружні стійки (ресори), що підтримують; 6 - упори, що по черзі замикають підшипники; 7 – механічний важільний індикатор для визначення площини дисбалансу за мітками 8, що викреслюється вістрям індикатора на пофарбованій шийці, що коливається, об'єкта; 9 – пробні вантажі, що компенсують, що прикріплюються до об'єкта
Балансування ведуть при послідовному закріпленні опор. Кутове положення дисбалансу знаходять за допомогою механічних чи електричних індикаторів. Розмір дисбалансу у вибраних площинах корекції визначається прикріпленням пробних компенсуючих вантажів. Чутливість залежить від ваги та розмірів об'єкта.
Балансування на машинах рамного типуз регульованими компенсаторами дисбалансу застосовується переважно для деталей та складання малих та середніх розмірів вагою до 100 кг.
Врівноваження дисбалансу здійснюється вручну та механічно.
На рис. 5 наведена схема балансувальної машини з ручним переміщенням вантажу компенсуючого 3 на шпинделі верстата.
Мал. 5. 1 – рама; 2 – деталь, що балансується, складання; 3 – компенсатор дисбалансу
Вантаж 3 переміщують у радіальному та окружному напрямках та вручну коригують його вагу. Так визначають еквівалентну кількість матеріалу для видалення деталі. Дисбаланс визначають лише у площині корекції 1–1. Тому для визначення дисбалансу деталі в іншій площині 2-2 необхідно її перевстановити з поворотом на 180° для визначення величини та розташування компенсатора у цій площині. Машина вимагає попереднього налаштування еталонної деталі; коливання рами навколо горизонтальної осі відзначаються механічним вимірником амплітуди; величина неврівноважених моментів у вибраних площинах коригування визначається з точністю 10 -15 Г см 2 .
